litio
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| Balsas de evaporación excavadas junto al Salar de Uyuni (Bolivia) crean un mosaico de color en la planta de litio, Llipi. Esta instalación comenzó a fabricar carbonato de litio en 2013. La salmuera rica en litio es bombeada desde 20 metros de profundidad hasta las balsas de superficie. El objetivo de la instalación es contar con unas 200 balsas de evaporación de salmueras. |
Las baterías de iones de litio son un componente crucial de los esfuerzos para limpiar el planeta. La batería de un Tesla Model S tiene unos 12 kilogramos de litio, mientras que las soluciones de almacenamiento en la red que ayudarán a equilibrar la energía renovable necesitarían mucho más.
La demanda de litio está aumentando exponencialmente, y su precio se duplicó entre 2016 y 2018. Según la consultora Cairn Energy Research Advisors, se espera que la industria de iones de litio crezca de 100 gigavatios hora (GWh) de producción anual en 2017, a casi 800 GWhs. en 2027.
Pero hay un problema. A medida que el mundo opta por un desarrollo tecnológico y se esfuerza por reemplazar los combustibles fósiles por energías limpias, el impacto ambiental de encontrar todo el litio requerido para permitir esta transformación podría convertirse en un problema grave por derecho propio.
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| Mientras la población indígena Aymara recolecta y vende sal incrustada en la superficie del Salar de Uyuni, el litio más lucrativo se obtiene a partir de la salmuera que se encuentra en el subsuelo. |
Pero hay un problema. A medida que el mundo opta por un desarrollo tecnológico y se esfuerza por reemplazar los combustibles fósiles por energías limpias, el impacto ambiental de encontrar todo el litio requerido para permitir esta transformación podría convertirse en un problema grave por derecho propio.
Uno de los mayores problemas ambientales causados por nuestro hambre interminable por los dispositivos tecnológicos más nuevos e inteligentes es una creciente crisis en el suministro de los minerales requeridos, en particular los necesarios para fabricar nuestras baterías.
En América del Sur, el mayor problema es el agua. El Triángulo de litio del continente, que cubre partes de Argentina, Bolivia y Chile, tiene más de la mitad del suministro mundial de este metal debajo de sus salinas. También es uno de los lugares más secos de la tierra. Eso es un problema real, ya que para extraer litio, los mineros comienzan perforando un agujero en las salinas y bombeando salmuera salobre y rica en minerales a la superficie.
También existe el riesgo potencial, como ocurrió en el Tíbet, de que se filtren químicos tóxicos de las piscinas de evaporación al suministro de agua. Estos incluyen productos químicos, incluido el ácido clorhídrico, que se utilizan en el procesamiento del litio, así como los productos de desecho que se filtran de la salmuera en cada etapa. En Australia y América del Norte, el litio se extrae de la roca utilizando métodos más tradicionales, pero aún así requiere del uso de productos químicos para extraerlo de una forma útil.
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| Australia representa alrededor de la mitad del suministro mundial de litio donde se extrae de depósitos de roca dura, mientras que el resto del suministro mundial se encuentra por en el subsuelo de lagos salados, principalmente en Argentina, Bolivia y Chile. |
En América del Sur, el mayor problema es el agua. El Triángulo de litio del continente, que cubre partes de Argentina, Bolivia y Chile, tiene más de la mitad del suministro mundial de este metal debajo de sus salinas. También es uno de los lugares más secos de la tierra. Eso es un problema real, ya que para extraer litio, los mineros comienzan perforando un agujero en las salinas y bombeando salmuera salobre y rica en minerales a la superficie.
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| Tahua, Bolivia. Los mineros de sal cargan un camión con sal rica en litio. Se cree que el suelo debajo de las salinas de Bolivia contiene las reservas de metal más grandes del mundo. (Los Andes bolivianos pueden contener el 70 por ciento del litio del planeta). Muchos analistas sostienen que extraer litio de la salmuera es más respetuoso con el medio ambiente que con la roca. Sin embargo, a medida que aumenta la demanda, las empresas podrían recurrir a la eliminación de litio de la salmuera calentándola, lo que consume más energía (Imagen: Matjaž Krivic) |
También existe el riesgo potencial, como ocurrió en el Tíbet, de que se filtren químicos tóxicos de las piscinas de evaporación al suministro de agua. Estos incluyen productos químicos, incluido el ácido clorhídrico, que se utilizan en el procesamiento del litio, así como los productos de desecho que se filtran de la salmuera en cada etapa. En Australia y América del Norte, el litio se extrae de la roca utilizando métodos más tradicionales, pero aún así requiere del uso de productos químicos para extraerlo de una forma útil.
“El litio es el elemento número 33 más abundante, sin embargo, no se produce de forma natural en su forma pura debido a su alta reactividad. El litio metálico, debido a sus propiedades alcalinas, es corrosivo y reacciona con el agua. Respirar polvo de litio o compuestos de litio alcalinos irrita las vías respiratorias. La exposición prolongada al litio puede hacer que se acumule líquido en los pulmones, lo que lleva a un edema pulmonar. El metal en sí es un peligro de manipulación debido al hidróxido cáustico producido cuando está en contacto con el agua causando una explosión.
En Chile, se han producido enfrentamientos entre las empresas mineras y las comunidades locales, que dicen que la minería de litio está dejando el paisaje marcado por montañas de sal y canales llenos de agua contaminada con un tono azul antinatural.
Pero el litio puede no ser el ingrediente más problemático de las baterías recargables modernas. Es relativamente abundante, y en teoría podría generarse a partir de agua de mar en el futuro, aunque a través de un proceso que requiere mucha energía. Otros dos ingredientes clave, el cobalto y el níquel, están más en peligro de crear un cuello de botella en el movimiento hacia los vehículos eléctricos, y a un costo ambiental potencialmente enorme. El cobalto se encuentra en grandes cantidades en toda la República Democrática del Congo y África central, y casi en ningún otro lugar. El precio se ha cuadruplicado en los últimos dos años.
También hay que considerar el punto de vista político. Cuando Bolivia comenzó a explotar sus suministros de litio a partir de 2010, se argumentó que su enorme riqueza mineral podría dar al país empobrecido el peso económico y político que tienen las naciones ricas en petróleo de Medio Oriente, aspecto éste que no tiene visos de verse materializado.
En un artículo publicado en la revista Nature, Yushin y sus coautores argumentaron que es necesario desarrollar una nueva tecnología de baterías que utilice materiales más comunes y ecológicos para fabricarlas. Los investigadores están trabajando en nuevas químicas de baterías que reemplazan el cobalto y el litio con materiales más comunes y menos tóxicos.
En Chile, se han producido enfrentamientos entre las empresas mineras y las comunidades locales, que dicen que la minería de litio está dejando el paisaje marcado por montañas de sal y canales llenos de agua contaminada con un tono azul antinatural.
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| Isla Incahuasi, “Casa del Inca” en Quechua, en el Salar de Uyuni, Bolivia. Fue una isla cuando el Salar era un lago en tiempos prehistóricos. Los restos de un antiguo volcán están cubiertos de cactus y algas fosilizadas. La extracción de Litio a partir del subsuelo salino alterará este espectacular paisaje. |
Pero el litio puede no ser el ingrediente más problemático de las baterías recargables modernas. Es relativamente abundante, y en teoría podría generarse a partir de agua de mar en el futuro, aunque a través de un proceso que requiere mucha energía. Otros dos ingredientes clave, el cobalto y el níquel, están más en peligro de crear un cuello de botella en el movimiento hacia los vehículos eléctricos, y a un costo ambiental potencialmente enorme. El cobalto se encuentra en grandes cantidades en toda la República Democrática del Congo y África central, y casi en ningún otro lugar. El precio se ha cuadruplicado en los últimos dos años.
También hay que considerar el punto de vista político. Cuando Bolivia comenzó a explotar sus suministros de litio a partir de 2010, se argumentó que su enorme riqueza mineral podría dar al país empobrecido el peso económico y político que tienen las naciones ricas en petróleo de Medio Oriente, aspecto éste que no tiene visos de verse materializado.
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| RÍO AMUR, LA FRONTERA CHINA / RUSIA. Esta región fría y remota es donde alrededor de 100 fabricantes chinos de automóviles eléctricos prueban prototipos, como la empresa conjunta china / eslovena APG Elaphe, en la foto. Las ventas anuales globales de vehículos eléctricos superaron el millón por primera vez en 2017, con más de la mitad de estos en China (Imagen: Matjaž Krivic) |
En un artículo publicado en la revista Nature, Yushin y sus coautores argumentaron que es necesario desarrollar una nueva tecnología de baterías que utilice materiales más comunes y ecológicos para fabricarlas. Los investigadores están trabajando en nuevas químicas de baterías que reemplazan el cobalto y el litio con materiales más comunes y menos tóxicos.
Pero, si las baterías nuevas, más sostenibles, tienen menos densidad de energía o son más caras que el litio, podrían terminar teniendo un efecto negativo en el medio ambiente en general. Por ejemplo, un dispositivo menos duradero, pero medioambientalmente más sostenible, podría conllevar una mayor huella de carbono una vez que el factor transporte y embalaje adicional sean incorporados al balance de CO2.
Los principales actores involucrados en el desarrollo de sistemas de baterias de ion-Litio incluyen a empresas tales como BYD Co. Ltd. (China), LG Chem Ltd. (Corea del Sur), Panasonic Corporation (Japón), Samsung SDI Co. Ltd. (Corea del Sur) y BAK Group (China). Para estas compañías el reciclaje de las baterías en uso es esencial. Después de todo, el suministro natural de litio es finito, por lo que el consumo debe ser convenientemente gestionado para garantizar su durabilidad en el tiempo.
1. Las propiedades químicas del LITIO -es el más ligero de todos los minerales, resistente al calor y capaz de almacenar cantidades sustanciales de energía en baterías- están alimentando un “boom” extractivo en forma de minerales de roca dura y de salmueras. El procesamiento del litio a partir de roca mineral dura es más rápido pero más caro; el procesado de la salmuera es más barato pero lleva más tiempo.
2. Los depósitos de Litio en el mundo se estiman en 53 millones de toneladas. Australia lidera la extracción, pero Sudamérica es el continente con las mayores reservas de este valioso recurso.
3. Mineral de roca dura. Minerales que contienen litio, tales como la espodumena, se pueden encontrar en pegmatitas, roca ígnea de tipo filoniana, de grano grueso.
4. Salmueras. Distintas concentraciones de litio disuelto pueden encontrarse en soluciones salinas del subsuelo, conocidas como salmueras continentales.
Clave en productos cerámicos resistentes al calor, vidrio y lubricantes, también se usa en la fabricación de baterías recargables, muy demandas en el mercado de los coches eléctricos e híbridos. En 2017, el litio producido a partir de mineral de roca dura, sobrepasó al extraído de la salmuera, principalmente porque Australia triplicó la extracción de minerales.
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| Salar de Uyuni, Bolivia. Lino Fita, jefe de extracción de potasio de la compañía minera Comibol, cuida su fábrica. La salmuera en esta región es rica en potasio y magnesio, lo que dificulta y encarece la extracción de litio. La salmuera se pone en grandes estanques durante muchos meses para evaporar el exceso de agua y separar sus sales. El compuesto restante es luego purificado y procesado. Muy pocos expertos en procesamiento de litio trabajan en la fábrica, ya que hay una escasez de personal en todo el país. En el pasado, tan solo tres personas han dirigido toda la línea de producción de la fábrica (Imagen: Matjaž Krivic) |
Los principales actores involucrados en el desarrollo de sistemas de baterias de ion-Litio incluyen a empresas tales como BYD Co. Ltd. (China), LG Chem Ltd. (Corea del Sur), Panasonic Corporation (Japón), Samsung SDI Co. Ltd. (Corea del Sur) y BAK Group (China). Para estas compañías el reciclaje de las baterías en uso es esencial. Después de todo, el suministro natural de litio es finito, por lo que el consumo debe ser convenientemente gestionado para garantizar su durabilidad en el tiempo.
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| Xiangtan, China. Trabajadores en la línea de producción de Soundon New Energy, una gran compañía de baterías de iones de litio en el este de China. La mayoría de los vehículos eléctricos en uso hoy en día aún no han llegado al final de su ciclo. El primer automóvil totalmente eléctrico con baterías de iones de litio, el Tesla Roadster, hizo su debut en el mercado en 2008. Esto significa que la primera generación de baterías para vehículos eléctricos aún no ha llegado a la etapa de reciclaje. (Imagen: Matjaž Krivic) |
ENERGIZANDO LA TECNOLOGÍA DE HOY
1. Las propiedades químicas del LITIO -es el más ligero de todos los minerales, resistente al calor y capaz de almacenar cantidades sustanciales de energía en baterías- están alimentando un “boom” extractivo en forma de minerales de roca dura y de salmueras. El procesamiento del litio a partir de roca mineral dura es más rápido pero más caro; el procesado de la salmuera es más barato pero lleva más tiempo.
2. Los depósitos de Litio en el mundo se estiman en 53 millones de toneladas. Australia lidera la extracción, pero Sudamérica es el continente con las mayores reservas de este valioso recurso.
3. Mineral de roca dura. Minerales que contienen litio, tales como la espodumena, se pueden encontrar en pegmatitas, roca ígnea de tipo filoniana, de grano grueso.
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| Espodumena, fuente mineral de litio (minerali.it) |
4. Salmueras. Distintas concentraciones de litio disuelto pueden encontrarse en soluciones salinas del subsuelo, conocidas como salmueras continentales.
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| Una muestra de carbonato de litio (Wikipedia Commons) |
PARA QUÉ SE USA EL LITIO
La previsión de una elevada demanda de compuestos de litio, ha hecho que la extracción mineral exceda el consumo mundial en 2017. Los minerales de roca dura eran la principal fuente de litio hasta los 90, cuando las salmueras, una fuente más barata de carbonatos de litio, superó al recurso mineral. Los avances en ingeniería y manufacturación han reducido los costes y aumentado la densidad de energía de las baterías de ión-Li desde su comercialización en 1991.
Fuentes:
- Amit Katwala. The spiralling environmental cost of our lithium battery addiction, 2018. https://www.wired.co.uk/article/lithium-batteries-environment-impact
- Robert Draper. The Rush for white gold. National Geographic, 2019.
- Gleb Yushin et al. Ten years left to redesign lithium-ion batteries, Nature , 2018.
- https://www.thebalance.com/lithium-production-2340123
- Development of an innovative and sustainable lithium extraction process from medium lithium grade brines. European Commission 2014. https://ec.europa.eu/growth/tools-databases
Al ser la parte más cara de los vehículos eléctricos, las baterías son la clave para la asequibilidad de los vehículos ecológicos, y las ventas y tendencias tecnológicas de éstos. En los últimos años, el precio de las baterías de iones de litio disminuyeron a un ritmo acelerado, con un promedio del 12 por ciento por año, haciendo que la producción masiva de vehículos verdes sea cada vez más barata.
Fuentes:
- Amit Katwala. The spiralling environmental cost of our lithium battery addiction, 2018. https://www.wired.co.uk/article/lithium-batteries-environment-impact
- Robert Draper. The Rush for white gold. National Geographic, 2019.
- Gleb Yushin et al. Ten years left to redesign lithium-ion batteries, Nature , 2018.
- https://www.thebalance.com/lithium-production-2340123
- Development of an innovative and sustainable lithium extraction process from medium lithium grade brines. European Commission 2014. https://ec.europa.eu/growth/tools-databases
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